發(fā)布時(shí)間：2021-01-06 20:30

　　現(xiàn)如今,光伏發(fā)電作為太陽能發(fā)電的眾多方式之一,其應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。在實(shí)際應(yīng)用中,光伏陣列上方可能會(huì)存在部分遮擋物使其輸出特性曲線呈現(xiàn)出多個(gè)功率極值點(diǎn)。為了能快速準(zhǔn)確地追蹤到光伏最大功率點(diǎn),本文分別在電導(dǎo)增量法和果蠅算法基礎(chǔ)上做出改進(jìn),提出兩種改進(jìn)的最大功率點(diǎn)跟蹤算法,并對所提出的算法進(jìn)行驗(yàn)證分析。本文主要研究工作包括:首先,建立光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型,通過分析模型推導(dǎo)出輸出電壓、電流表達(dá)式。在Simulink中建立單體光伏電池以及光伏陣列仿真模型,分析遮擋情況下光伏陣列的輸出特性。針對光伏電池的串并聯(lián)失配問題,文中做簡要分析并給出常用的解決方法。其次,在環(huán)境突變情況下,提出一種基于功率預(yù)測-變步長電導(dǎo)增量法的MPPT算法。針對電導(dǎo)增量法在跟蹤光伏最大功率點(diǎn)時(shí)不能同時(shí)保證跟蹤速度和穩(wěn)態(tài)精度的問題,文中對電導(dǎo)增量法步長系數(shù)做出改進(jìn)。為了避免算法在環(huán)境突變情況下出現(xiàn)功率損耗,在算法中加入功率預(yù)測原理。最后,通過仿真算例,通過與現(xiàn)有算法的對比,驗(yàn)證所提出算法的快速性和穩(wěn)態(tài)性。最后,針對局部遮擋情況,在果蠅算法的基礎(chǔ)上,提出一種基于自適應(yīng)變步長果蠅算法的MPPT算法。所提算法采用自適應(yīng)變步長Levy飛... 

【文章來源】：曲阜師范大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

010-2019主要國家裝機(jī)情況

第1章緒論2圖1-22010-2019年我國光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量隨著各國對光伏發(fā)電技術(shù)的需求，使其發(fā)展逐步得到完善，發(fā)電成本逐漸呈現(xiàn)出遞減趨勢。過去十年我國光伏發(fā)電累計(jì)所用成本降低了約90%，預(yù)計(jì)未來幾年還會(huì)持續(xù)遞減，在未來幾年光伏發(fā)電的價(jià)格將降低至火電發(fā)電的水平，價(jià)格的降低將促使平價(jià)上網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，從而加快光伏發(fā)電技術(shù)的成長速度。光伏發(fā)電作為利用太陽能進(jìn)行發(fā)電的眾多方式之一，近年來在工業(yè)區(qū)、居民樓區(qū)等地方光伏電池板安裝數(shù)量越來越多，其所處環(huán)境發(fā)生突變時(shí)會(huì)導(dǎo)致輸出特性呈現(xiàn)出多個(gè)極值點(diǎn)。當(dāng)太陽能電池板上方部分區(qū)域因樹木或其他物體的存在導(dǎo)致接受光照較弱時(shí)，由于該區(qū)域中不同光伏模塊的輸出特性不同且在各自的功率達(dá)到最大后會(huì)呈現(xiàn)出不同的局部極值，進(jìn)而使得整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)多極值點(diǎn)特性。此外，由于遮擋區(qū)域的存在會(huì)消耗正常工作區(qū)域的電池產(chǎn)生的能量，在導(dǎo)致被遮擋部分發(fā)熱的同時(shí)還會(huì)縮短其使用壽命[4]，嚴(yán)重時(shí)被遮擋的光伏模塊會(huì)被燒壞，同時(shí)陰影的存在還會(huì)降低系統(tǒng)整體的輸出效率。因此針對光伏發(fā)電系統(tǒng)在環(huán)境突變和局部遮擋環(huán)境下的多極值點(diǎn)輸出特性，本文提出兩種最大功率跟蹤算法，減小局部遮擋對光伏陣列的影響，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)在光照強(qiáng)度突變及局部遮擋情況下的輸出效率。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀實(shí)際運(yùn)行中的光伏發(fā)電系統(tǒng)因所處環(huán)境的不同使其呈現(xiàn)出不同的輸出特性，這種差異體現(xiàn)在極值點(diǎn)的個(gè)數(shù)上。在環(huán)境保持不變的情況下，輸出特性表現(xiàn)為單極值點(diǎn)特性，也就是說經(jīng)過一段時(shí)間就能追蹤到最大功率，一旦環(huán)境發(fā)生變化就有可能出現(xiàn)局部極值點(diǎn)的情況。因此，很多學(xué)者針對復(fù)雜環(huán)境下光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率跟蹤展開研究。光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在的一個(gè)明顯問題是光伏電池的能量轉(zhuǎn)化效率低，這已成

第2章光伏發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真7第2章光伏發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真光伏發(fā)電作為利用太陽能進(jìn)行發(fā)電的眾多方式之一，其系統(tǒng)性能受光伏電池的制約，對光伏電池采用不同的連接方式建模并根據(jù)其所處環(huán)境的不同，進(jìn)而表現(xiàn)出不同的輸出特性。本章針對光伏電池建模并分析其在不同的溫度和光照強(qiáng)度下的輸出特性，對由光伏電池經(jīng)過串并聯(lián)得到的光伏陣列進(jìn)行局部遮擋，分析相應(yīng)的輸出特性。2.1光伏發(fā)電系統(tǒng)分類光伏發(fā)電系統(tǒng)通常分為獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)以及混合光伏發(fā)電系統(tǒng)。獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)通過內(nèi)部的光伏電池產(chǎn)生能量供給負(fù)載使用且不與電網(wǎng)相連接，由于一天中溫度和光照強(qiáng)度時(shí)刻改變，在光照較強(qiáng)時(shí)系統(tǒng)中產(chǎn)生的能量可能多于負(fù)載需求，此時(shí)多余的能量會(huì)浪費(fèi)掉，因此為了更好的實(shí)現(xiàn)能量的高效利用，一般在光伏直流側(cè)中并入蓄電池并在變換器的配合下實(shí)現(xiàn)對能量的高效管理。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)側(cè)交流設(shè)備所需的能量由直流側(cè)經(jīng)過升壓逆變提供，光伏并網(wǎng)逆變器的輸出通常帶有諧波會(huì)對電網(wǎng)造成影響，因此可以在逆變器結(jié)構(gòu)中加入裝置減小諧波影響�；旌瞎夥l(fā)電系統(tǒng)中含有備用電源可以滿足負(fù)載的需求，但是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜因此控制方法也有一定的復(fù)雜性。本文主要研究獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)，針對不同算法建立相應(yīng)的MPPT模塊來研究不同狀況下的最大功率跟蹤情況。2.2單極值點(diǎn)條件下光伏電池建模及仿真分析2.2.1光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型圖2-1是基于單個(gè)二極管建立的數(shù)學(xué)模型，其中電流源是單個(gè)二極管等效模型的一部分，由其產(chǎn)生的電流為Iph，一個(gè)二極管代表二極管電流穿越的擴(kuò)散現(xiàn)象。圖2-1光伏電池單二極管模型圖中各分量代表的含義：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微電網(wǎng)光伏電池的simulink仿真與研究[J]. 孫朝鵬,程瑤.  電子世界. 2020(02)
[2]基于混合策略改進(jìn)的果蠅優(yōu)化算法[J]. 李良光,朱麗,邢麗坤.  計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2020(01)
[3]關(guān)于太陽能發(fā)電技術(shù)的綜述及展望[J]. 周昰彤,鞠振河.  電子世界. 2020(01)
[4]光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤研究綜述[J]. 付子義,張字遠(yuǎn).  電源技術(shù). 2019(12)
[5]基于電導(dǎo)增量法的改進(jìn)型光伏電池MPPT控制方法仿真研究[J]. 周逢雨,苗中華,韓科立.  工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2019(11)
[6]基于參考電流型光伏發(fā)電系統(tǒng)變功率輸出控制策略[J]. 楊明,鮑靖雯,高龍將,黃旭,孫巖洲.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2019(20)
[7]一種新型的改進(jìn)果蠅優(yōu)化算法[J]. 戈濤,張馨.  現(xiàn)代計(jì)算機(jī). 2019(29)
[8]基于改進(jìn)型擾動(dòng)觀察法的MPPT控制策略研究[J]. 樓伯良,吳俊,黃弘揚(yáng),馬智泉,徐群偉.  浙江電力. 2019(09)
[9]自適應(yīng)變步長擾動(dòng)觀察法在光伏系統(tǒng)MPPT中的運(yùn)用[J]. 鄭年偉,吉培榮,劉浩,劉婧珂.  電力科學(xué)與工程. 2019(09)
[10]局部陰影下光伏陣列MPPT控制策略研究[J]. 胡林靜,劉凱,劉彤.  計(jì)算機(jī)仿真. 2019(08)

碩士論文
[1]基于陰影識別算法的光伏陣列結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 葉焙佳.浙江工業(yè)大學(xué) 2019
[2]改進(jìn)型電導(dǎo)增量與模糊控制相結(jié)合的MPPT算法的研究[D]. 時(shí)文.河北科技大學(xué) 2019
[3]光伏發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)建模研究[D]. 譚錦文.華北電力大學(xué)(北京) 2019



本文編號：2961212